ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ดวงใดแก่ที่สุดและดวงใดเด็กที่สุด?

ย้อนกลับไปเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีก่อน เมื่อกลุ่มเมฆฝุ่นและแก๊สขนาดยักษ์ในอวกาศได้ยุบตัวลง ก่อกำเนิดเป็นระบบสุริยะของเราและดวงอาทิตย์ แต่นับจากนั้นเป็นต้นมา ลำดับการเกิดของดาวเคราะห์ทั้ง 8 ดวงยังคงเป็นปริศนาที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ถกเถียงกันมาจนถึงทุกวันนี้ คำถามที่ว่าดาวเคราะห์ดวงใดคือ “พี่ใหญ่” ที่ถือกำเนิดก่อน และดวงใดคือน้องเล็กที่เกิดทีหลัง ยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจนและเต็มไปด้วยทฤษฎีที่น่าสนใจ

ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์มีสองทฤษฎีหลักที่พยายามอธิบายลำดับการเกิดของดาวเคราะห์ ซึ่งแต่ละทฤษฎีก็ให้ภาพที่แตกต่างกันออกไป

1. ทฤษฎีกระแสหลัก
ทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือ “การพอกพูนมวล” (Accretion) ซึ่งเปรียบเสมือนการปั้นลูกบอลหิมะ โดยเศษฝุ่นและแก๊สเล็กๆ ในจานดาวเคราะห์แรกเริ่มได้โคจรมาชนและเกาะติดกันจนมีขนาดใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ทำให้มีแรงโน้มถ่วงมากขึ้นและดึงดูดสสารเข้ามาเพิ่มอีก

ตามทฤษฎีนี้ ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ (เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์) น่าจะก่อตัวขึ้นก่อนในบริเวณที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ ดร. ไมเคิล เมเยอร์ (Michael Meyer) หัวหน้าภาควิชาดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกน อธิบายว่า “การจะสร้างดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ได้ คุณต้องมีแก๊สปริมาณมหาศาล และกระบวนการนี้ต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วก่อนที่แก๊สในระบบสุริยะจะถูกลมสุริยะพัดกระจายหายไป นี่จึงเป็นเหตุผลที่เชื่อว่าดาวเคราะห์ยักษ์ต้องรีบก่อตัวขึ้นก่อนเป็นอันดับแรก จากนั้นหลายล้านปีต่อมา ดาวเคราะห์หิน (เช่น โลกและดาวอังคาร) จึงค่อยๆ ก่อตัวขึ้นในบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ซึ่งมีสสารที่หนักกว่า

2. ทฤษฎีคู่แข่ง
แบบจำลองความไม่เสถียรของกระแส (Streaming Instability Model)
ทฤษฎีนี้เสนอภาพที่แตกต่างออกไป โดยเชื่อว่าดาวเคราะห์สามารถก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วและเป็นธรรมชาติกว่าผ่านความไม่เสถียรในจานดาวเคราะห์ ดร. โคเอ บอร์ลินา (Cauê Borlina) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยเพอร์ดู กล่าวว่า “ผมคิดว่าอาจจะเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์หินจะก่อตัวขึ้นก่อน จากนั้นดาวเคราะห์ยักษ์จึงค่อยๆ ก่อตัวจนกระทั่งแก๊สหมดไป ซึ่งหากเป็นเช่นนั้น ลำดับการเกิดของดาวเคราะห์ก็จะสลับกันอย่างสิ้นเชิง”

ความซับซ้อนของเรื่องนี้ไม่ได้อยู่แค่ทฤษฎีการกำเนิด แต่ยังรวมถึงวิธีที่เรานิยามคำว่า “อายุ” ของดาวเคราะห์ด้วย

ดร. ไกอา สตักกี เดอ เควย์ (Gaia Stucky de Quay) นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จาก MIT เสนอว่าเราสามารถมองอายุของดาวเคราะห์ได้ 2 แบบ คือ
1. อายุจากการก่อกำเนิด (Provenance Age) คืออายุจริงนับตั้งแต่ดาวเคราะห์ดวงนั้นก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นประเด็นที่ยังถกเถียงกันอยู่
2. อายุของพื้นผิว (Surface Age) คืออายุของพื้นผิวที่เรามองเห็น ซึ่งสามารถบ่งบอกถึงกิจกรรมทางธรณีวิทยาของดาวเคราะห์ดวงนั้นๆ

นักวิทยาศาสตร์ใช้วิธีนับหลุมอุกกาบาต บนพื้นผิวเพื่อประเมินอายุ ยิ่งมีหลุมมากแสดงว่าพื้นผิวมีอายุมากเพราะไม่ค่อยมีการเปลี่ยนแปลงมานาน ในมุมมองนี้ โลกอาจถือเป็นดาวเคราะห์ที่ “เด็ก” ที่สุด เนื่องจากพื้นผิวของโลกมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาจากกระบวนการธรณีแปรสัณฐาน (Plate tectonics) การกัดเซาะ และภูเขาไฟระเบิด ซึ่งคอยลบเลือนร่องรอยเก่าแก่อยู่เสมอ ตามมาด้วยดาวศุกร์และดาวอังคารซึ่งยังคงมีกิจกรรมทางธรณีวิทยาอยู่บ้าง

การหาคำตอบที่แน่ชัดเกี่ยวกับลำดับการเกิดของดาวเคราะห์ยังคงเป็นความท้าทายอย่างยิ่งในวงการดาราศาสตร์ เนื่องจากขีดจำกัดของเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้การวัดอายุมีความคลาดเคลื่อนได้ถึงหลายล้านปี อย่างไรก็ตาม ความหวังยังคงอยู่

ดร. บอร์ลินา กล่าวทิ้งท้ายว่า “หากเราต้องการภาพรวมทั้งหมดว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นอย่างไรและเมื่อไหร่ ตัวอย่างหินจากดาวเคราะห์ดวงอื่นคือส่วนสำคัญที่สุด และในขณะนี้ ยานสำรวจบนดาวอังคารได้เก็บตัวอย่างหินจำนวนมากไว้แล้ว รอเพียงวันที่จะถูกนำกลับมายังโลกเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์และไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่นี้ต่อไป”

ข้อมูลอ้างอิง: Live Science